Солнечное отопление частного дома: варианты и схемы устройства

Установка

Солнечные водонагреватели для дома устанавливаются на открытой площадке с таким расчетом, чтобы поток солнечных лучей падал на них отвесно в течение всего дня. Солнце перемещается по небосклону, но обеспечить максимально равномерное освещение всегда можно. Основная задача — обеспечить отсутствие преград для получения тепловой энергии. Обычно установку коллекторов производят на скатах крыши, так как это позволяет сэкономить площадь участка и исключит доступ злоумышленникам, животным и прочим нежелательным элементам.

При удачном размещении панели температура застоя (теплоносителя, не находящегося в состоянии циркуляции) может достигать до 300°. Такого результата достичь непросто, чаще всего температура не превышает 60-65°, но и это вполне допустимый результат для отопительной системы, контура ГВС или теплого пола. Однако, возможность повышения температуры выдвигает особые требования к материалу соединительных трубопроводов.

Пассивная

• Работа установки протекает полностью самостоятельно, без каких-либо дополнительных приспособлений. Получение и передача энергии происходит непосредственно на теплоноситель, который самотеком поступает в накопительную емкость. Примером пассивной установки может служить емкость для воды темного цвета для лучшего нагрева. Нагрев воды в ней происходит без дополнительной помощи, надо лишь поставить бак под лучи Солнца.
• Циркуляция также естественная, теплые слои поднимаются вверх, уступая место холодным, которые, нагреваясь, в свою очередь, уступают место остывшим слоям. Простота и отсутствие необходимости в обслуживании таких установок привлекательны, но режим их работы крайне неустойчив, а эффективность составляет лишь малую часть от физически возможной.

Активная

• Активная установка солнечной батареи для нагрева воды позволяет решить все проблемы с режимом циркуляции и получить максимальную эффективность теплопередачи. Обычно нагревательный контур имеет замкнутую конструкцию, в которой циркулирует вода или масло. В нормальном состоянии естественной циркуляции о масла получить невозможно, но, с помощью циркулярного насоса, можно получить высокую степень теплопередачи, свойственную маслу в силу физических особенностей.
• Горячая вода от солнца, полученная подобным образом, может быть направлена в одно- или двухконтурные системы, для отопления и подачи ГВС. Результаты, полученные от активной установки, значительно выше, но и расходы на ее приобретение намного заметнее. Для пользователей, которые решили выбрать солнечные водонагреватели для дома, стоимость комплекта может оказаться слишком высокой, поэтому следует заранее узнать цену подобных комплексов.

О гелиосистеме

Солнечные водонагреватели применяются для повышения температуры воды и для отопительных систем. Они просто подключаются к действующим системам, и экономический эффект от них использования получается колоссальным – до 60%.

Такое техническое устройство работает просто:

1. Нагрев воды солнцем осуществляется в теплообменнике, расположенном в специально предназначенном аккумуляторном баке. Как правило, использование в одно время двух баков наиболее эффективно. Обычно их изготавливают из меди, так как теплопроводность этого металла имеет высокие показатели. Это позволяет использовать нагретую воду на бытовые нужды и в отопительной системе.
2. Конвекционным путем горячая года направляется вверх, а холодная остается внизу. При наличии  встроенной электроники можно обеспечить регулирование этих процессов и оперативно реагировать на все изменения в функционировании системы. Прямого контакта человека с этими функциями быть не может, потому что за всем можно наблюдать дистанционно.

Если погода пасмурная, то от солнечной энергии не будет вырабатываться нужное количество тепла, но продолжает функционировать система отопления. И, напротив, если на улице жара, то от солнца можно получить достаточное количество энергии. В этом случае в расширительном баке происходит перераспределение теплоносителя, ввиду расширения материала под воздействием высоких температур.

Как из шлангов и труб смастерить солнечный нагреватель

Для солнечных теплообменников народные умельцы используют шланги для полива или гибкие трубы. Можно соорудить одну или несколько секций.

Мнение эксперта

Владислав Пономарев

Инженер-конструктор, изобретатель

Главное условие – плотно свернуть шланг спиралью в форму «улитки».

Если будут несколько секций, понадобится электронасос, но знатоки уверяют, что расходы на его приобретение окупятся довольно быстро.

Часть материалов для такого коллектора, возможно, уже есть в гараже. Основа – черный резиновый шланг диаметром 20-25 миллиметров. В зависимости от того, сколько «улиток» будет создано, столько и уйдет материала: 100 или 1000 метров. Подойдет и черная пластиковая труба.

Из шланга можно делать не только круглые улитки, но и придать овальную форму или уложить змеевидной. Заготовки обрабатывают антисептиком для дерева или антикоррозийным средством для металла. Для них создают короб из старой оконной рамы или другого подручного материала.

Крепление может быть и в виде связки из плотного шнура. Так же делают связку контура пластиковым хомутом.

Установка

Солнечные водонагреватели можно встретить на крышах многих новых домов в китайской провинции Хубэй

Солнечные водонагреватели устанавливаются на крыше зданий под углом к горизонту, равным географической широте местности. Угол наклона при установке зависит от угла падения солнечных лучей, к которым поверхность должна быть перпендикулярна. Оптимальный угол наклона зимой составляет 60°, летом — 30°. На практике советуют выбирать 45°. Вторым параметром является азимут, который не должен отклоняться от 0° (южное направление). Это не всегда возможно, поэтому допустимо отклонение от южного направления до 45°.

Кроме того, группы нагревателей устанавливаются на открытых пространствах, например, над парковками для автомобилей, но как можно ближе к потребителю (зданию).

В связи с тем, что солнечный нагреватель невозможно выключить, в периоды максимального солнечного облучения и малого водоразбора температура (температура застоя или stagnation temperature) в нём может достигать, в зависимости от типа, 200 °C (плоские системы) и 300 °C (вакуумные).

Поэтому в качестве трубной обвязки водонагревателей нельзя использовать пластиковые (полимерные) трубы и стальные трубы с цинковым покрытием. Следует применять трубопроводы из меди или нержавеющей стали.

Также необходимо предусмотреть теплоизоляцию первого (горячего) контура трубной обвязки водонагревателей для предупреждения ожогов и возгораний, причем материал теплоизоляции и крепежа должен соответствовать указанным температурным режимам.

На корпусах коллекторов промышленного изготовления указывается точная температура застоя для данного модельного ряда.

Срок службы коллекторов — не менее 15 лет.

Есть попытки установки коллекторов на стенах домов, почти в вертикальном положении. В этом случае, особенно в высоких широтах, эффективность коллектора выше в зимние месяцы, а в летние — ниже. Есть и другой довод в пользу такой установки: коллектор удобнее обслуживать, на нём меньше собирается пыли, его легче мыть, меньше риск повреждения при граде. К тому же такой коллектор располагается довольно низко относительно бака с нагреваемой водой, скорость конвекции существенно увеличивается и в активной системе нет надобности. Установка коллектора на стену уменьшает теплопотери дома (квартиры), что снижает потребность в энергии для отопления.

Функции гелиоколлектора

Солнечный водонагреватель (или воздушно-жидкостной гелиоколлектор) — устройство, нагревающее теплоноситель с помощью солнечной энергии. Используя такие приборы, организуют горячее водоснабжение, отапливают помещения, нагревают воду в бассейнах. Так как солнечное излучение нас сопровождает круглый год, идея его использования родилась довольно давно, так как желание «пустить ее в дело» вполне понятно и логично.

В средней полосе и на «крайнем юге» солнечная установка сможет стать настоящей альтернативой дорогому бойлеру и обеспечить дому даже отопление зимой. Но речь, естественно, идет о достаточно производительных приборах, имеющих большую площадь.

Распространение

Солнечные водонагреватели популярны на Мальте.

Современные израильские дома, оборудованные солнечными коллекторами.

Мировой лидер по производству и применению — Китай. В 2007 году в Китае солнечными водонагревателями пользовались около 40 миллионов семей общей численностью в 150 миллионов человек. К 2009 году суммарные площади установленных солнечных водонагревателей выросли до 140 млн м². Этого достаточно для снабжения горячей водой примерно 60 млн домохозяйств. К 2020 году 300 миллионов м² помещений в Китае будет оборудовано солнечными водонагревателями.

В 2010 году в Китае солнечные водонагреватели производили около 2800 компаний, из них 1200 компаний производили комплектующие. Общий объём рынка солнечных водонагревателей Китая составил в 2010 году 73,5 млрд юаней (примерно $11,5 млрд). Крупнейшие китайские производители: Sunrain Group, the Linuo Group, Himin Solar и Sangle Solar. Годовые продажи каждой компании из «Большой четвёрки» превышают 2 млрд юаней (примерно $313 млн).

Также очень широко применяется водонагреватели в Израиле, где примерно 85 % квартир оснащены данным оборудованием[источник не указан 1206 дней]. Это обусловлено законом, принятым в 1976 году[источник не указан 1206 дней] и обязывающим строить жильё со встроенными солнечными водонагревателями. Исключение составляют[источник не указан 1206 дней] высотные дома (более 9 этажей), где площадь крыши недостаточна для размещения солнечных коллекторов, достаточных для всех потребителей здания. Такое широкое применение солнечных водонагревателей экономит около 8 % всей электроэнергии, производимой в стране.

Как устроен солнечный водонагреватель

Особое внимание стоит уделить строению солнечного водонагревателя с вакуумным коллектором. Он считается одним из самых эффективных и долговечных

Составляющие:

• Наружный блок сделан из вакуумных коллекторов, работающих на солнечной энергии. В составе наружного блока вакуумные трубки, которые заранее покрывают селективным покрытием с внутренней стороны для большего эффекта отражения солнечных лучей, зачастую покрытие имеет 3−4 слоя. Эффективность работы и темп нагревания воды во многом зависит от качества селективного покрытия.

• Внутренний блок состоит из резервуара (теплообменника). Отвечает за сохранение тепла в резервуаре, используется не только в солнечных водонагревателях, но и многих других, к примеру: котлах, работающих на электричестве или дизтопливе. Заранее нагретая вода при помощи наружного блока, поступает во внутренний блок, а далее идёт по трубам и используется для горячего водоснабжения в помещении или на улице, в зависимости от того куда идут трубы от резервуара.

Солнечные водонагреватели Подходят как для домашнего, так и для коммерческого использования. Горячее водоснабжение может использоваться как обеспечение индустриальным теплом наполнения совершенно любых ёмкостей. Во многих странах такие приборы пользуются популярностью в пищевой и текстильной промышленности.

Типы солнечных водонагревателей и их характеристики

Выделяют несколько принципиальных классификаций:

По типу циркуляции

1. Естественная – в этом случае циркуляция протекает благодаря физическим свойствам воды. Нагретая жидкость, как известно, имеет меньшую плотность, но увеличивается в объеме. На основе этого происходит ее перемещение по трубкам в самый верх. На освободившееся место поступает новая порция воды.
2. Принудительная – для того, чтобы происходила естественная циркуляция, резервуар необходимо размещать над коллектором. Но такая схема монтажа не всегда целесообразна, и ее можно воплотить в жизнь, особенно, если резервуар большого объема.

Солнечный коллектор с принудительной циркуляцией

В случае солнечного водонагревателя при естественной циркуляции коллектор размещают на скате крыши и тут же устанавливают резервуар. Если последний имеет большой объем, то такая нагрузка для кровли может стать критической. Решением будет размещение резервуара в подвальной части здания, тогда в этом случае применяют принудительную циркуляцию специальными насосами.

При таком способе циркуляции в качестве теплоносителя можно использовать масла. Способности к естественной циркуляции у них практически нет, но с функцией теплоносителя справляются отлично.

По типу коллектора

1. Панельный – наиболее простое исполнение. Трубки коллектора покрыты черной краской и установлены в панельном корпусе, который закрыт стеклом или прозрачным пластиком. Хотя конструкция очень простая, но и эффективность также небольшая, поскольку теплоноситель теряет часть тепла, находясь в коллекторе. Потери накопленного тепла могут быть значительными, потому что конструкция коллектора идентична радиатору. Такой тип солнечного коллектора подойдет для местности, где солнечное освещение регулярное или полученная подогретая вода будет использоваться как вспомогательная.
2. Вакуумный – в трубке находится теплоноситель. Сама же трубка помещена во внутрь вакуумной колбы, которая способна пропускать солнечное тепло.

Панельный тип водонагревателя

Такая конструкция практически полностью исключает потерю тепла, при этом водный теплоноситель нагревается до температуры кипения, а масляный – до 200-300 градусов, что дает возможность использовать полученное тепло для отопления здания. Закономерно, что такой коллектор дороже панельного, но полученный результат оправдает затраты.

По типу контура циркуляции

1. Разомкнутый – применяется для обеспечения горячей водой жилого помещения. Теплоносителем в этом случае выступает вода, которую используют для различных бытовых нужд и, соответственно, она уже не попадает обратно в контур.
2. Система с одним контуром – используют для отопления дома. Нагретый таким способом теплоноситель используют как добавку к теплоносителю, который подогрели традиционным методом. В этом случае нагретый теплоноситель переходит в отопительную систему, после которой опять переносится в приемный резервуар и в коллектор.
3. Двухконтурная нагревательная система – самая универсальная. Есть возможность использования таковой для отопления зимой или для водоснабжения.

Двухконтурная система водоснабжения и отопления

Также можно выбрать один из возможных теплоносителей – вода, масло или антифриз. После коллектора теплоноситель проходит теплообменник, в котором происходит теплоотдача на второй контур. Второй используемый теплоноситель уже идет по назначению – для отопления или водоснабжения.

Солнечные водонагреватели от проверенных производителей

Экономическая выгода от покупки отопительного бойлера зависит от нескольких факторов:

• высокая стоимость;
• теплоотдача;
• срок окупаемости;
• время эксплуатации.

Не все солнечные водонагреватели одинаково функционируют. При применении установок, сделанных из дешевого и некачественного сырья, можно столкнуться с проблемами использования: упадет производительность, техника выйдет из строя раньше срока. Чтобы не столкнуться с разочарованием, нужно покупать технику проверенных производителей. Давайте выясним, каким производителям лучше доверять?

Пассивный солнечный водонагреватель

• Atmosfera – это украинский производитель, который создает вакуумные и панельные установки для круглогодичного нагрева воды и поддержки отопительных систем. Данные водонагреватели предназначены для устройств с вынужденной циркуляцией, обладают высокой теплоизоляцией. В корпусе присутствует место для установки контролирующих датчиков. Многие пользователи отметили высокую производительность систем в холодную и дождливую погоду. Купить бойлер можно от 20 тысяч рублей;
• Side – китайская компания наладила производство солнечных водонагревателей и сопутствующих устройств, нужных для обслуживания и подключения. На рынке можно найти трубчатые и панельные устройства, а также готовые решения для оборудования бассейнов, офисов, производственных площадок, больниц, школ. Бойлеры этого бренда пока только набирают популярность среди отечественных потребителей;
• Vaillant auroSTEP plus – солнечные коллекторы с отменным немецким качеством сборки и доступной ценой. Вы можете купить данную систему не меньше чем за 200 тысяч рублей, и обеспечить семью горячей водой на 3 человека;
• SunRain – еще одна модель китайского производства. Данные установки функционируют при уменьшении температуры до – 50 градусов. Производитель реализует горизонтальная и наклонная установка. Установки могут работать в течение всего года. Подсоединяются к выносной емкости. Цена трубчатых коллекторов составляет от 40 тысяч рублей;
• Viessmann Vitosol – немецкий производитель производит водонагревательное оборудование. Основным отличием от аналогов других производителей является качественная сборка, которая полностью соответствует завяленным требованиям. Также здесь присутствует антивандальная и противоградовая системы;
• ЯSolar – российская компания производит оборудования горячего водоснабжения под ключ. Комплектация состоит из накопительной емкости, контроллера, датчиков нагрева, насосной станции и воздухоотводчика. Солнечные коллекторы, выпускаемые под этим брендом, созданы для подсоединения в системы с вынужденной циркуляцией.

Основные производители

Давайте рассмотрим некоторые крупные фирмы, занимающиеся выпуском водонагревателей от солнечной энергии. Итак, топ-производителей на мировом рынке:

• Итальянская фирма выпускает коллектора вакуумного типа KAIROS VT. Имеются модификации с 15 или 20 трубками;
• Немецкий производитель предлагает три модели SKR21, SKR12, SKR6;
• Ещё одна немецкая фирма, выпускающая модели с 6 или 12 трубками. Причём их можно объединять в блоки для увеличения мощности системы;
• Sunrain Solar Energy. Это китайский производитель, который занимается выпуском солнечных водонагревателей;
• И ещё одна немецкая фирма, которая предлагает два водонагревателя под марками Vitosol 200 и 300. Эти модели различаются конструкцией узла нагрева;
• Итальянский производитель, выпускающий модель Ecotube.

Водонагреватель KAIROS VT

Здесь стоит сказать, что продукция этих фирм относится к высшему классу и обеспечивается гарантией, но по деньгам её позволить сможет не каждый. Поэтому большую часть спроса на рынке закрывают малоизвестные производители.

Установка

Солнечные водонагреватели можно встретить на крышах многих новых домов в китайской провинции Хубэй

Солнечные водонагреватели устанавливаются на крыше зданий под углом к горизонту, равным географической широте местности. Угол наклона при установке зависит от угла падения солнечных лучей, к которым поверхность должна быть перпендикулярна. Оптимальный угол наклона зимой составляет 60°, летом — 30°. На практике советуют выбирать 45°. Вторым параметром является азимут, который не должен отклоняться от 0° (южное направление). Это не всегда возможно, поэтому допустимо отклонение от южного направления до 45°.

Кроме того, группы нагревателей устанавливаются на открытых пространствах, например, над парковками для автомобилей, но как можно ближе к потребителю (зданию).

В связи с тем, что солнечный нагреватель невозможно выключить, в периоды максимального солнечного облучения и малого водоразбора температура (температура застоя или stagnation temperature) в нём может достигать, в зависимости от типа, 200 °C (плоские системы) и 300 °C (вакуумные).

Поэтому в качестве трубной обвязки водонагревателей нельзя использовать пластиковые (полимерные) трубы и стальные трубы с цинковым покрытием. Следует применять трубопроводы из меди или нержавеющей стали.

Также необходимо предусмотреть теплоизоляцию первого (горячего) контура трубной обвязки водонагревателей для предупреждения ожогов и возгораний, причем материал теплоизоляции и крепежа должен соответствовать указанным температурным режимам.

На корпусах коллекторов промышленного изготовления указывается точная температура застоя для данного модельного ряда.

Срок службы коллекторов — не менее 15 лет.

Есть попытки установки коллекторов на стенах домов, почти в вертикальном положении. В этом случае, особенно в высоких широтах, эффективность коллектора выше в зимние месяцы, а в летние — ниже. Есть и другой довод в пользу такой установки: коллектор удобнее обслуживать, на нём меньше собирается пыли, его легче мыть, меньше риск повреждения при граде. К тому же такой коллектор располагается довольно низко относительно бака с нагреваемой водой, скорость конвекции существенно увеличивается и в активной системе нет надобности. Установка коллектора на стену уменьшает теплопотери дома (квартиры), что снижает потребность в энергии для отопления.

Как нагреть воду солнцем: самодельное устройство

Самый простой солнечный водонагреватель состоит из корпуса, абсорбера (поглотителя), теплообменника и прозрачного материала — поликарбоната либо стекла. Если установку сделать правильно, то насоса не потребуется. Теплая жидкость будет поступать вверх, вытесняя холодную.

Для работы потребуется раздобыть или приготовить:

• строганую доску 30-150 мм для рамы;
• водостойкую фанеру (пластик) для задней стенки;
• алюминиевую фольгу для отражающей поверхности, альтернатива — лист оцинкованной стали либо меди;
• радиатор от холодильника (или стальной отопительный прибор);
• поликарбонат (монолит либо сотовый, толщина 4 мм) или стекло;
• уплотнитель для поликарбоната;
• черная краска для металла, кисть (валик);
• рулонный (листовой) утеплитель: минвата, пенопласт, пенополистирол;
• труба для теплообменника (нержавейка, пластик либо медь);
• трубы для соединения с баком (металлопластик, пластик);
• выпускная и приемная трубы;
• соединительные муфты;
• степлер для фиксации;
• шуруповерт, дрель;
• саморезы;
• хомуты;
• клей.

Все заготовки из дерева предварительно обрабатывают противопожарными пропитками и антисептиками. Поликарбонат покупают тот, что не имеет защитного слоя от ультрафиолета. До изготовления оборудования надо определиться с его размерами. Так как мастер волен выбрать любые, ему и решать. Обычно ширина конструкции составляет от 400 до 800 мм, высота — 30-60 мм, а ее длина — 600-2000 мм. Сама операция состоит из трех этапов: сборки корпуса, подготовки конструкции и монтажа солнечного коллектора.

Корпус гелиоколлектора

Сначала из фанеры вырезают прямоугольник, к которому будут присоединять стенки и начинку устройства.

1. Доски разрезают на заготовки, которые крепят саморезами к фанере, шаг больше зависит от размеров, обычно он составляет 250-300 м.
2. Внутри коробки степлером монтируют утеплитель, длина скоб — как минимум 10 мм. Сверху на него укладывают фольгу.
3. Если используют металлический лист, то его поверхность заранее покрывают черной матовой краской.

На торец досок коробки наклеивают уплотнитель. После высыхания краски переходят к следующему этапу.

Монтаж коллектора

Перед тем как установить радиатор, его также покрывают черной краской. К задней стенке его крепят стальными хомутами и саморезами, оставляя зазор около 20 мм. Для этого используют прокладки. Входную и выходную трубу выводят из корпуса, используя металлопластиковые изделия.

После сборки водонагревателя на лицевую стенку крепят поликарбонат. Чтобы компенсировать тепловое расширение, отверстия под крепеж делают больше его диаметра на миллиметр или полтора. Если используют стекло, то корпус устройства можно законопатить, изолировать уплотнителем или воспользоваться силиконовым герметиком. Когда герметичность не так важна, этот шаг пропускают.

Выбор места

Только корректная установка способна обеспечить эффективную работу прибора.

1. Место монтажа (южное направление) на протяжении всего светового дня должно находиться под прямыми солнечными лучами, затемнение недопустимо.
2. Плоскость гелиоколлектора обязана быть перпендикулярной направлению солнечных лучей. В летний период для определения угла наклона к широте местности прибавляют 15°. В зимний от нее отнимают те же 15°.

Зимой и весной, когда Солнце «путешествует» по небосводу низко, возможна вертикальная установка.

Емкость для воды

Чтобы организовать отопление с использованием солнечной энергии, понадобится накопительный бак. В этом качестве можно использовать электрический бойлер, который не работает, газовые баллоны либо бочки, предназначенные для пищевых продуктов. При выборе емкости надо помнить, что сосуд должен выдерживать давление в несколько атмосфер.

В емкости делают несколько отверстий: для ввода и забора воды, для входа/выхода теплообменника. Эту спираль чаще изготавливают из надежной нержавеющей стали. Коллектор соединяют с баком. Чтобы избежать потерь тепла, трубы дополнительно изолируют, поэтому максимально короткий путь между элементами системы предпочтителен.

Есть и более простой ответ на вопрос, как нагреть воду солнцем. Хозяева дач чаще используют бочки большого объема. Их красят в черный цвет и устанавливают на крышах зданий. Этот вариант идеально подойдет для душевых кабинок.

Тому, кто задумывается о более серьезной системе, требующей некоторых вложений, может оказаться полезным это видео:

Принцип работы и конструкционные особенности

Современные гелиосистемы – один из видов альтернативных источников получения тепла. Они применяются в качестве вспомогательного отопительного оборудования, перерабатывающего солнечное излучение в полезную владельцам дома энергию.

Они способны полностью обеспечить горячее водоснабжение и отопление в холодное время года только в южных регионах. И то, если занимают достаточно большую площадь и установлены на открытых, не затененных деревьями площадках.

Несмотря на большое количество разновидностей, принцип работы у них одинаковый. Любая гелиосистема представляет собой контур с последовательным расположением приборов, и поставляющих тепловую энергию, и передающих ее потребителю.

Основными рабочими элементами являются солнечные батареи на фотоэлементах или солнечные коллекторы.  Технология сборки солнечного генератора на фотопластинах несколько сложнее, чем трубчатого коллектора.

В этой статье мы рассмотрим второй вариант – коллекторную гелиосистему.

Солнечные коллекторы пока служат вспомогательными поставщиками энергии. Полностью переключать отопление дома на гелиосистему опасно из-за невозможности прогнозировать четкое количество солнечных дней

Коллекторы представляют собой систему трубок, соединенных последовательно с выходной и входной магистралью или выложенных в виде змеевика. По трубкам циркулирует техническая вода, воздушный поток или смесь воды с какой-либо незамерзающей жидкостью.

Циркуляцию стимулируют физические явления: испарение, изменение давления и плотности от перехода из одного агрегатного состояния в другое и др.

Принцип действия солнечных коллекторов основан на получении и накапливании солнечной энергии, сообщаемой теплоносителю (+)

Сбор и аккумуляция солнечной энергии производится абсорберами. Это либо сплошная металлическая пластина с зачерненной наружной поверхностью, либо система отдельных пластин, присоединенных к трубкам.

Для изготовления верхней части корпуса, крышки, используются материалы с высокой способностью к пропусканию светового потока. Это может быть оргстекло, подобные полимерные материалы, закаленные виды традиционного стекла.

Для того чтобы исключить потери энергии с тыльной стороны прибора в короб укладывается теплоизоляция

Надо сказать, что полимерные материалы довольно плохо переносят влияние ультрафиолетовых лучей. Все виды пластика имеют достаточно высокий коэффициент теплового расширения, что часто приводит к разгерметизации корпуса. Поэтому использование подобных материалов для изготовления корпуса коллектора стоит ограничить.

Вода в качестве теплоносителя может применяться только в системах, предназначенных для поставки дополнительного тепла в осенне/весенний период. Если планируется круглогодичное использование гелиосистемы перед первым похолоданием техническую воду меняют на смесь ее с антифризом.

В воздушных гелиосистемах в качестве теплоносителя используется воздух. Каналы для его движения можно сделать из обычного профлиста (+)

Если солнечный коллектор устанавливается для обогрева небольшого строения, не имеющего связи с автономным отоплением коттеджа или с централизованными сетями, сооружается простейшая одноконтурная система с нагревательным прибором в начале ее.

В цепочку не включают циркуляционные насосы и нагревательные устройства. Схема предельно проста, но работать она может лишь солнечным летом.

При включении коллектора в двухконтурное техническое сооружение все гораздо сложнее, но и диапазон пригодных для применения дней существенно увеличен. Коллектор обрабатывает только один контур. Преобладающая нагрузка возлагается на основной отопительный агрегат, работающий на электроэнергии или любом виде топлива.

Для изготовления солнечного коллектора можно воспользоваться готовой схемой, можно построить собственную пилотную модель и опробовать ее на практике (+)

Несмотря на прямую зависимость производительности солнечных приборов от количества солнечных дней, они востребованы, и спрос на солнечные устройства стабильно повышается. Популярны они среди народных умельцев, стремящихся направить все виды природной энергии в полезное русло.

4 Самостоятельное производство из подручных средств

Одним из самых дешёвых вариантов гелиоколлектора для летнего душа является использование садового шланга или ПВХ-трубы. Они складываются в форме улитки на металлической или деревянной поверхности. Эффективность их применения заключается в большой площади нагрева. Обязательно нужно устанавливать теплоаккумулирующую ёмкость. Если этого не сделать, то очень жаркими летними днями абсорбер будет перегреваться. Сам шланг лучше брать чёрного цвета. Таким образом, солнечные лучи будут максимально нагревать теплоноситель. Использовать этот вариант можно не только для подогрева воды для летнего душа, но и для тёплого пола или бассейна.

С целью постройки гелиоколлектора часто используется и конденсатор старого холодильника. Теплообменник с внешней стороны будет уже готовым абсорбером для солнечного коллектора. Придётся только установить его на теплопоглощающий лист металла, а также вмонтировать в корпус. Разумеется, что коэффициент полезного действия небольшой, но для удовлетворения потребностей в подаче тёплой воды в летнее время для небольшого загородного дома в самый раз.

Использование старого радиатора — ещё один вариант самостоятельного производства гелиоколлектора. Он более удобен в изготовлении, поскольку здесь не требуется даже установка дополнительной теплоотражающей пластины. Достаточно вмонтировать его в кожух и предварительно покрыть жаростойкой краской. Один радиатор способен перекрыть потребность в горячем водоснабжении в летнее время. Если установить несколько единиц, то вполне возможно в холодную солнечную погоду обойтись без дополнительных источников нагрева воды.

Также весьма популярны в последнее время медные, металлопластиковые, полиэтиленовые трубки для создания коллектора своими руками. Все они имеют свои плюсы и минусы. К примеру, медные трубки нуждаются в больших трудозатратах по установке, а также большом бюджете на их покупку.

Солнечные водонагреватели от проверенных производителей

Экономическая выгода от покупки отопительного бойлера зависит от нескольких факторов:

• высокая стоимость;
• теплоотдача;
• срок окупаемости;
• время эксплуатации.

Не все солнечные водонагреватели одинаково функционируют. При применении установок, сделанных из дешевого и некачественного сырья, можно столкнуться с проблемами использования: упадет производительность, техника выйдет из строя раньше срока. Чтобы не столкнуться с разочарованием, нужно покупать технику проверенных производителей. Давайте выясним, каким производителям лучше доверять?

Пассивный солнечный водонагреватель

• Atmosfera – это украинский производитель, который создает вакуумные и панельные установки для круглогодичного нагрева воды и поддержки отопительных систем. Данные водонагреватели предназначены для устройств с вынужденной циркуляцией, обладают высокой теплоизоляцией. В корпусе присутствует место для установки контролирующих датчиков. Многие пользователи отметили высокую производительность систем в холодную и дождливую погоду. Купить бойлер можно от 20 тысяч рублей;
• Side – китайская компания наладила производство солнечных водонагревателей и сопутствующих устройств, нужных для обслуживания и подключения. На рынке можно найти трубчатые и панельные устройства, а также готовые решения для оборудования бассейнов, офисов, производственных площадок, больниц, школ. Бойлеры этого бренда пока только набирают популярность среди отечественных потребителей;
• Vaillant auroSTEP plus – солнечные коллекторы с отменным немецким качеством сборки и доступной ценой. Вы можете купить данную систему не меньше чем за 200 тысяч рублей, и обеспечить семью горячей водой на 3 человека;
• SunRain – еще одна модель китайского производства. Данные установки функционируют при уменьшении температуры до – 50 градусов. Производитель реализует горизонтальная и наклонная установка. Установки могут работать в течение всего года. Подсоединяются к выносной емкости. Цена трубчатых коллекторов составляет от 40 тысяч рублей;
• Viessmann Vitosol – немецкий производитель производит водонагревательное оборудование. Основным отличием от аналогов других производителей является качественная сборка, которая полностью соответствует завяленным требованиям. Также здесь присутствует антивандальная и противоградовая системы;
• ЯSolar – российская компания производит оборудования горячего водоснабжения под ключ. Комплектация состоит из накопительной емкости, контроллера, датчиков нагрева, насосной станции и воздухоотводчика. Солнечные коллекторы, выпускаемые под этим брендом, созданы для подсоединения в системы с вынужденной циркуляцией.

Соблюдение правил техники безопасности и рекомендаций по подсоединению солнечных водонагревателей – главное условия для ввода в эксплуатации установок. Если нарушить условия подсоединения, эффективная работа их не гарантируется.

Цены и от чего они зависят?

Что касается конкретных цифр, то водонагреватели, выпускаемые в России, обойдутся примерно в 700─800 долларов США. Речь идёт о модели вакуумного типа. Примерно такие же цены на аналогичную китайскую продукцию. Водонагреватели немецких производителей стоят примерно 800─900 евро. Это дороже, но у них в комплекте идёт необходимый крепёж, а для изготовления коллекторов используется медь и нержавейка. Так, что деньги будут потрачены не зря.

Водонагреватель Viessmann Vitosol 200 На цену солнечного водонагревателя оказывают влияние следующие факторы:

• Бренд;
• Материал корпуса и теплоприёмника;
• качество сборки;
• способ укладки изоляционного материала и стоимость самого материала;
• толщина стекла.

Естественно, что на цене отражаются конструктивные различия, о которых рассказывалось выше.